تعیین استراتژی‌های بهینۀ سرمایه‌گذاری در بخش تولید انرژی الکتریکی متأثر از سیاست‌های سبز با در نظر داشتن اثر رد در توربین‌های بادی

نویسندگان

1 دانشگاه شهید باهنر کرمان

2 سازمان آموزش فنی و حرفه‌ای، کرمان

چکیده

در مقالۀ حاضر، به بررسی اثرات رایج‌ترین سیاست‌های انرژی سبز بر مؤلفه‌هایی چون میزان نفوذ واحدهای تجدیدپذیر (به‌خصوص واحدهای بادی)، خسارات زیست‌محیطی به‌بارآمده از انتشار آلاینده‌ها از بخش تولید، و رفاه سرمایه‌گذار در چهارچوب برنامه‌ریزی توسعۀ تولید پرداخته می‌شود. در این راستا، با ترکیب سیاست‌های انرژی مورد نظر، یعنی سیاست‌های «حق تعرفه» و «تعهد در سهم با قابلیت دادوستد» با مسئلۀ برنامه‌ریزی توسعۀ تولید، مدلی جامع به‌همراه قیود لازم برای شبیه‌سازی سیاست‌های مزبور ارائه می‌شود؛ در همین راستا، به‌منظور بهبود دقت مدل‌ ارائه‌شده، اثر «رد توریبن» در مزارع بادی منتخب برای توسعه نیز در مدل‌سازی در نظر گرفته می‌شود. نتایج حاصل از شبیه‌سازی‌های انجام‌شده در بستر نرم‌افزار بهینه‌سازی GAMS حاکی از اثربخشی سیاست‌های مزبور در افزایش درصد نفوذ منابع انرژی تجدیدپذیر و در نتیجه کاهش نسبی میزان انتشار است؛ مادامی که بار مالی آن‌ها می‌تواند باعث کاهش سود تولیدکنندگان انرژی گردد. علاوه بر این نتایج نشان می‌دهد که در نظر داشتن اثر رد توربین‌های بادی در برنامه‌ریزی توسعه، با ایجاد امکان تخصیص بهینه‌تر بودجه به این واحدها، می‌تواند منجر به طرح‌های توسعۀ بهینه‌تر و در عین حال واقعی‌تری گردد.

کلیدواژه‌ها


Chen, Z. Lu, J. Qi, B. Wen, and Li, X., "A Dynamic Model For Generation Expansion Planning Based on Conditional Value-at-Risk theory under Low-Carbon Economy", Electric Power Systems Research, vol. 141, pp. 363-371, 2016. [2] Kampa, M., Castanas, E., "Human Health Effects of Air Pollution" Environmental Pollution, Vol. 151, No. 2, pp. 362-367, 2008. [3] Carfora, A. Pansini, R. Romano, A. and Scandurra, G. "Renewable Energy Development and Green Public Policies Complementarities: The Case of Developed and Developing Countries", Renewable Energy, Vol. 115, No. 3, pp. 741-749, 2018. [4] Jin, Y. Li, Nie S., and Sun, J. "The Potential Role of Carbon Capture and Storage Technology in Sustainable Electric-Power Systems Under Multiple Uncertainties", Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 80, No. 7, pp. 467-480, 2017. [5] Tang, X., Snowden, McLellan, S. B. C., and Höök, M., "Clean Coal Use in China: Challenges and Policy Implications", Energy Policy, Vol. 87, No. 4, pp. 517-523, 2015. [6] Summerbell, D. L., Khripko, D., Barlow, C., and Hesselbach, J., "Cost and Carbon Reductions from Industrial demand-side management: Study of potential savings at a cement plant", Applied Energy, Vol. 197, No. 5, pp. 100-113, 2017. [7] Wolisz, H., Punkenburg, C., Streblow, R., and Müller, D., "Feasibility and Potential of Thermal Demand Side Management in Residential Buildings Considering Different Developments in the German Energy Market", Energy Conversion and Management, Vol. 107, No. 5, pp. 86-95, 2016. [8] جدید‌الاسلام، مرتضی، ابراهیمی، اکبر، «برنامه‌ریزی توسعۀ تولید با در نظر گرفتن برنامه‌های مدیریت سمت تقاضا با استفاده از الگوریتم ABC»، نشریه علمی‌پژوهشی مهندسی و مدیریت انرژی، سال چهارم، شمارۀ اول، صفحۀ 2ـ۱۵، 1393. [9] Motie, S., Keynia, F., Ranjbar, M. R., and Maleki, A., "Generation Expansion Planning by Considering Energy-Efficiency Programs in a Competitive Environment", International Journal of Electrical Power & Energy Systems, Vol. 80, No. 6, pp. 109-118, 2016. [10] Rajesh, K., Kannan, S., and Thangaraj, C., "Least Cost Generation Expansion Planning with Wind Power Plant Incorporating Emission Using Differential Evolution Algorithm", International Journal of Electrical Power & Energy Systems, Vol. 80, No. 1, pp. 275-286, 2016. [11] Barroso, L., A., Rudrick, H., Sensfuss, F., Linares, P., "The Green Effect", Power and Energy Magazine, IEEE, Vol. 8, No. 5, pp. 22-35, 2010. [12] Pereira, A.J., Saraiva, J.T., "A Long Term Generation Expansion Planning Model Using System Dynamics–Case Study Using Data from the Portuguese/Spanish Generation System", Electric Power Systems Research, Vol. 97, No. 3, pp. 41-50, 2013. [13] Zhou, Y., Wang, L., Calley, JD., "Designing Effective and Efficient Incentive Policies for Renewable Energy in Generation Expansion Planning", Applied Energy. Vol. 88, No. 6, pp. 2201-9, 2011. [14] H. Sadeghi, A. Abdollahi, and M. Rashidinejad, "Evaluating the Impact of FIT Financial Burden on Social Welfare in Renewable Expansion Planning", Renewable Energy, Vol. 75, No. 3, pp. 199-209, 2015. [15] J. P. M. Sijm, "The Performance of Feed-In Tariffs to Promote Renewable Electricity in European Countries", Energy research Centre of the Netherlands ECN, 2002. [16] Alishahi, E., Moghaddam, M. P., Sheikh-El-Eslami, M. K., "An Investigation on the Impacts of Regulatory Interventions on Wind Power Expansion in Generation Planning", Energy Policy, Vol. 39, No. 8, pp. 4614-4623, 2011. [17] Ragwitz, M., Held, A., Resch, G., Faber, T., Haas, R., Huber, C., “Assessment and Optimization of Renewable Eenergy Support Schemes in the European Electricity Market," Fraunhofer IRB Verlag, 2007 [18] N.O.Jensen, "A Note on Wind Generator Interaction", Riso National Laboratory, Roskilde, Denmark, Tech. Report M2411, November 1983. [19] J. F. Ainslie, "Calculating the Flowfield in the Wake of Wind Turbines", Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, vol. 27, no. 1–3, pp. 213–224, January 1988. [20] G. C. Larsen, "A Simple Wake Calculation Procedure", RISO National Laboratory, Roskilde, DK-4000, Denmark, Dec. 1988. [21] N. Mortensen, "WASP-8 Help Facility", Riso National Laboratory, Roskilde, Denmark. 2005, Vols, ISBN 87-550-3457-82005 [22] Luenberger DG. "Microeconomic Theory", New York: McGraw-Hill; 1995. [23] محسنی، عادل، عابدی، مهرداد، قره‌پتیان، گئورک، «برنامه‌ریزی توسعۀ تولید انرژی الکتریکی و جایابی نیروگاه‌ بر پایۀ الگوریتم ژنتیک ارتقایافته و فرایند تحلیل سلسله‌مراتبی»، نشریه علمی‌پژوهشی مهندسی و مدیریت انرژی، سال سوم، شمارۀ دوم، صفحۀ 2ـ۱۳، 1392. [24] Farag, A., Al-Baiyat, S., Cheng, T., "Economic Load Dispatch Multi Objective Optimization Procedures Using Linear Programming Techniques", IEEE Transaction on Power Systems, Vol. 10, No. 2, pp. 731-738, 1995. [25] Environmental Protection Agency (EPA): http://www.epa.gov/climatechange/ghgemissions/global.html. [26] G. D’Amico, F. Petroni, and F. Prattico, "Economic Performance Indicators of Wind Energy Based on Wind Speed Stochastic Modeling", Applied Energy, vol. 154, pp. 290-297, 2015. [27] A. Emami and P. Noghreh, "New Approach on Optimization in Placement of Wind Turbines within Wind Farm by Genetic Algorithms", Renewable Energy, vol. 35, pp. 1559-1564, 2010. [28] European Wind Energy, Wind Energy-The Facts, Research and Development: Part I, Available online: https://www. wind-energy-the-facts.org/images/chapter1.pdf.